Шахматный способ посадки полезащитных насаждений в степных условиях

А.И. Лобанов - канд. биолог наук

Институт леса им. В.Н. Сукачева СО РАН, г. Красноярск, Россия

полезащитный шахматный почва щелевание

Обобщен опыт выращивания полезащитных насаждений шахматным способом посадки в степных условиях Северного Казахстана и Средней Сибири.

В системе мероприятий в обеспечении продовольственной и экологической безопасности России важная роль принадлежит полезащитным лесным насаждениям [1, 2].

Лесные насаждения выполняют роль регулятора ветрового и водного режимов. Они активизируют действие других факторов производства, способствуя тем самым повышению эффективности использования труда и средств в сельском хозяйстве и, прежде всего, самой земли.

Следует отметить, что не все существующие полезащитные насаждения удовлетворительно выполняют свои защитные функции. Некоторые из них перегущены, другие, наоборот, изрежены и заросли сорняками. Объясняется это, прежде всего, нарушением агротехники выращивания лесных полос, посадкой лесонасаждений сближенными и сильно загущенными рядами, неудачным подбором древесных пород, плохой обработкой почвы в молодых посадках, несвоевременным проведением лесоводственных уходов.

Учитывая возникающие трудности, особенно по выращиванию полезащитных насаждений в зоне сухих степей, Институт леса им. В.Н. Сукачева СО РАН осуществил исследования, направленные на разработку более совершенных способов лесоразведения.

Шахматный способ посадки полезащитных насаждений в степных и сухостепных условиях предложен и разработан В.Я. Векшегоновым в 50-60-х XX века [3, 4]. Характерной особенностью его является редкая первоначальная посадка с равномерным размещением растений по площади в шахматном порядке. Такое размещение обеспечивается посадкой растений без предварительной разметки «по цепочке» с использованием порядка движения рабочих - сажальщиков, предложенного В.Я. Векшегоновым [3]. При этом увеличивается площадь питания растений, улучшается освещенность и влагообеспеченность.

Способ позволяет механизировать наиболее трудоемкие процессы при лесовыращивании - агротехнические уходы за почвой с применением тракторов и прицепных орудий сельскохозяйственного назначения, а также обеспечивает формирование агрономически эффективной вертикально-продуваемой конструкции лесополос без применения крайне трудоемких и пока слабо механизированных лесоводственных уходов. Механизированные уходы за почвой ведутся в диагонально-перекрестном направлении, ручные только в приствольных местах (не более 3 % площади насаждения) (рисунок).

Рис. 1. Схема размещения растений и движения тракторного агрегата при дигонально-перекрестном способе обработки почвы в 4-рядной лесополосе, созданной шахматным способом посадки. Размеры даны в метрах

Этим способом были созданы около 300 га полезащитных полос в 1957-1970 гг. на территории целинных совхозов «Московский», «Дальний», «Жаныспай» Есильского района Тургайской области Северного Казахстана. Ширина лесных полос колебалась 13,5...20,0 м, количество рядов 3…10 и густота посадки 714…1905 шт./га. Высаживали 2-летние сеянцы березы повислой и укорененные черенки тополей (бальзамического, черного, красно-нервного, берлинского, китайского, душистого, пирамидального и др.), сеянцы вяза (приземистого и обыкновенного), клена (американского, татарского и остролистного), караганы древовидной, жимолости татарской, смородины золотой, вишни степной, лоха серебристого. Схемы смешения и размещения растений в насаждениях были различными.

Выявлено, что в чистых по составу насаждениях при уменьшении густоты посадки тополя бальзамического до 714 шт./га, вяза приземистого до 1250 шт./га наблюдался лучший рост насаждений, а формирование наиболее эффективных конструкций проходило почти без затрат труда. Средняя высота тополя бальзамического в 20-летнем возрасте составила 9,2, вяза приземистого 5,5, березы повислой 7,8 м [5].

При постановке исследований в Республике Хакасия шахматный способ посадки наиболее широко испытан Институтом леса им. В.Н. Сукачева СО РАН на Хакасском противоэрозионном стационаре в Ширинской степи при выращивании полезащитных лиственничных [6…9], тополевых и березовых [8] лесополос на супесчаной черноземовидной почве, опесчаненном черноземе, южном и обыкновенном черноземах. Здесь с 1968… 1987 гг. заложено 27,5 га опытно-производственных лесных полос шахматным способом посадки, в том числе: лиственничных полос 13,5, тополевых - 8,9, березовых - 2,0 и смешанных по составу 3,1 га.

Высаживали 2-летние сеянцы лиственницы сибирской и березы повислой, 3… 4-летние саженцы лиственницы сибирской, укорененные черенки тополя бальзамического, 1-летние дички тополя черного и гибридного. Ширина лесных полос варьировала 12,0…18,0 м, количество рядов 4…5 и густота посадки 500…833 шт./га. Лесные полосы по составу закладывали чистыми или смешанными. Древесные растения в ряду размещались через 5…8 м с шириной продольных междурядий 2…4 м.

Установлено, что в чистых по составу насаждениях при густоте посадки лиственницы сибирской 833 шт./га шахматным способом наблюдался лучший рост лесных полос в сравнении с рядовым способом посадки, а формирование эффективной конструкции происходило без проведения лесоводственных уходов. Средняя высота лиственницы сибирской в биологическом возрасте 35 лет составила при шахматном способе на южном черноземе 8,4 м, на обыкновенном - 11,7 м, что на 0,2 и 3,5 м, соответственно больше, чем при рядовом способе посадки на южном черноземе (табл. 1).

Таблица 1

Показатели роста древесных растений в лесополосах, созданных разными способами посадки, см

В посадках 1968-1987 годы организация и технология работ при подготовке территории, ее защите от дефляции, по подготовке почвы, посадке лесных полос из лиственницы сибирской и уходу за ними сводилась в основном к следующему.

В условиях проявления ветровой эрозии почв необходимо было предварительное ослабление эрозионных процессов агротехническими противоэрозионными мероприятиями. Посадки лиственницы без предварительного ослабления эрозионных процессов повреждались, а иногда и гибли в связи с механическими повреждениями (засеканием) хвои мелкоземом.

Агротехнические мероприятия по ослаблению эрозии были проведены дифференцированно, с учетом почвенных условий и уровня дефляции. Недопустимо, по исследованиям некоторых ученых [10], оставлять почву с наветренной стороны создаваемой полосы незащищенной от воздействия ветров в первые 4…5 лет. Нельзя размещать здесь чистые пары, пропашные культуры, обрабатывать почву отвальными орудиями. Оптимальные условия для роста лесной полосы при среднем и сильном проявлении ветровой эрозии создаются при расположении с ее наветренной стороны узкой (не менее 10…15 м) защитной полосы многолетних трав, которые могут включаться в севооборот в виде выводного клина с 4-5-летним использованием на семена или сено.

В пятилетнем возрасте лесные полосы из лиственницы сибирской, по данным Е.Н. Савина и др. [10], достигают высоты 2,0…2,5 м. Кроны деревьев при такой их высоте выходят из опасной зоны засекания. После этого размещение с наветренной стороны лесных полос из лиственницы сибирской однолетних сельскохозяйственных культур, чистых паров не создает опасностей для существования лесных полос.

Подготовка почвы под посадку лесных полос осуществляется с целью придания ей благоприятного сложения, очистки от сорняков и накопления влаги.

Обработка почвы, как свидетельствует опыт, должна вестись по системе черного пара с безотвальным рыхлением на глубину 35…40 см, что вызвано маломощностью степных почв, близким залеганием к поверхности плотного карбонатного горизонта. В районах с устойчивым снежным покровом рыхление следует проводить осенью, а там, где он отсутствует, - летом, перед максимумом осадков.

Вместо рыхления возможно применение щелевания почвы с последующей мелкой перепашкой в процессе ее основной подготовки. Нарезка щелей может осуществляться с помощью ножей-щелеобразователей, установленных вместо рыхлящих лап на раму культиватора - полкореза - глубокорыхлителя КПГ-250. Глубина обработки 60…80 см при расстоянии между щелями 50 см. Исследованиями В.Р. Романенко [11] установлено, что при нарезке щелей по паровым площадям в местах прохождения рабочих органов щелереза на всю глубину обработки почвы изменяется ее плотность. Через три месяца после щелевания она составляла 0,98…1,29 г/см³, при исходной 1,34…1,48 г/см³. Обработка почвы ножами-щелеобразователями способствовала быстрому поглощению воды. Коэффициент впитывания на участке с щелеванием за первый час повысился с 1,98 мм на контроле до 2,68 мм/мин.

Применение щелевания в системе основной обработки почвы вызывает не только хорошее развитие корневой системы, но и лучший рост надземной части растений. Начиная с первого года после посадки, прирост лиственницы в высоту на участках с щелеванием в течение 17-ти лет превышал ее прирост на контрольных участках. В результате ежегодного опережения в росте средняя высота деревьев, высаженных по щелеванному пару, к концу 17-го вегетационного периода была на 40 см больше, чем деревьев, высаженных по нещелеванному пару (табл. 2).

Таблица 2

Показатели роста лиственницы сибирской в посадках с различной основной обработкой почвы, см

* Различия достоверны при t ? 3.

В пользу щелевания почвы в степных условиях свидетельствуют также показатели сохранности посадок и санитарного состояния насаждений, определенные согласно ГОСТ [12] и Санитарных правил в лесах Российской Федерации [13] (табл. 3).

Таблица 3

Сохранность лиственницы сибирской и ее санитарное состояние в посадках с различной основной обработкой почвы

* К I категории санитарного состояния отнесены деревья без признаков ослабления, II - ослабленные в результате засух, пожаров, фито- и энтомовредителей (в кроне отмечаются отдельные сухие ветви), III - сильно ослабленные (сухих ветвей до 50 %), IV - усыхающие (сухих ветвей более 50 %, деревья часто суховершинят), V - сухостой текущего года и VI - сухостой прошлых лет.

Из таблицы 3 видно, что щелевание почвы способствует не только повышению сохранности лиственницы сибирской в шахматных посадках, но и обеспечивает лучшее санитарное состояние полезащитных насаждений. Через 35 лет после посадки нами было установлено, что сохранность деревьев лиственницы на участках с щелеванием на 63,7 % больше, а категория состояния на 0,6 балла выше, чем деревьев, высаженных по нещелеванному пару.

Таким образом, приведенный пример подтверждает положительное влияние максимально глубокой при современном наборе машин и орудий обработки почвы для выращивания лиственницы в полезащитных насаждениях. Об этом говорит и опыт выращивания защитных насаждений в степном мехлесхозе Ставропольского края [14] и в Кулундинской степи Западной Сибири [15, 16], где был испытан метод глубокого бороздования почв плантажными плугами.

При создании лесных полос из лиственницы сибирской на подверженных дефляции песчаных и супесчаных почвах иногда бывает недостаточным размещение с их наветренной стороны лент многолетних трав. Опыт показывает, что в таких условиях для предупреждения посадок пыльными бурями целесообразно в первые два-три года создавать 10-20 июля по наветренным закрайкам кулисы из горчицы белой шириной 1 м. Кулисы, снижая скорость ветра в приземном слое, повышают эрозионную устойчивость почвы и способствуют задержанию снега на полосе, что, в свою очередь, защищает почву от глубокого промерзания.

При выращивании полезащитных насаждений из лиственницы сибирской шахматным способом посадки в степных условиях Сибири важное значение имеют возраст посадочного материала и сроки посадки. Посадка 3…4-летним посадочным материалом дает лучшие результаты в сравнении с посадкой 2-летками. В насаждениях, заложенных 3…4-летним посадочным материалом лиственницы сибирской, растения раньше выходят из зоны интенсивного засекания хвои, а поэтому имеют более высокую (91…100 %) приживаемость. Высаживать лиственницу весной следует в лучшие агротехнические сроки (третья декада апреля), заканчивая посадку до массового распускания почек. При посадке в ранние сроки лиственница выделяется высокой приживаемостью - свыше 90 %. Хорошие результаты дают и осенние посадки (75…85 %), если проводятся с начала массового пожелтения хвои до наступления устойчивых заморозков в достаточно влажную почву [9, 17].

Опыт создания полезащитных насаждений рядовым и шахматным способами в степных условиях Северного Казахстана и Республики Хакасия свидетельствует, что при выращивании таких насаждений из лиственницы сибирской можно использовать оба способа. Различия в росте в густых посадках с рядовым и в редких с шахматным размещением растений в первое десятилетие крайне незначительны. Однако с наступлением смыкания крон деревьев редкие посадки начинают расти лучше, что особенно заметно в сухие годы. В 1983 г. прирост лиственницы в посадках рядовым способом составлял 10…20, шахматным - 20…25 см [18]. В итоге к 35-летнему возрасту средняя высота лиственницы сибирской в посадках шахматным способом составляла 8,4 м при среднем диаметре 18,2 см, рядовым - соответственно, 8,2 и 13,7 см (табл. 1).

Сравнительное изучение мелиоративных свойств лиственничных полезащитных насаждений показало, что по снегораспределительным свойствам насаждения с рядовым способом посадки имеют преимущество перед насаждениями шахматного способа в малоснежные зимы. Густые лесополосы, созданные способом рядовой посадки с числом деревьев 1430…1670 шт. на 1 га, отличались более длинными снежными шлейфами (4-6Н), чем полосы с шахматным размещением растений и числом деревьев 833…1100 шт. на 1 га (до 4Н). В многоснежные зимы, напротив, лучшие условия создаются для роста насаждений с шахматным способом посадки. Протяженность заветренного шлейфа с уменьшением густоты насаждений возрастала и равнялась у лесных полос, созданных способом рядовой посадки 4-5Н, а у полос способом шахматной посадки - 7-8Н [19].

Исходя из этого, напрашивается вывод о целесообразности чередования редких шахматных и густых рядовых посадок в тех районах, для которых характерны большие колебания в размерах снежных отложений, и о переходе к редким шахматным посадкам там, где зимы характеризуются сравнительно высоким снежным покровом и большими скоростями воздушных потоков в приземном слое.

Библиографический список

1. Павловский, Е.С. Экологические и социальные проблемы агролесомелиорации [Текст] /Е.С. Павловский. - М.: Агропромиздат, 1988. 183 с.

2. Каштанов, А.Н. Общие аспекты [Текст] /А.Н. Каштанов, Е.С. Павловский // Агролесомелиоративная наука в XX веке. - Волгоград: ВНИАЛМИ, 2001. С. 3-21.

3. Векшегонов, В.Я. Шахматный способ создания лесных полос [Текст] / В.Я. Векшегонов. - М.: Лесная промышленность, 1965. 83 с.

4. Векшегонов, В.Я. Полезащитное лесоразведение в сухостепных районах [Текст] / В.Я. Векшегонов. - М.: Лесная промышленность, 1970. 72 с.

5. Энциклопедия агролесомелиорации [Текст] / Сост. и гл. ред. Е.С. Павловский. - Волгоград: ВНИАЛМИ, 2004. 675 с.

6. Романенко, В.Р. Способ выращивания лиственницы сибирской [Текст] / В.Р. Романенко, Е.Н. Савин, В.К. Савостьянов // А.с. 348180 СССР. Опубл. в Бюл. Госкомизобретений № 25. 1972. 2 с.

7. Савин, Е.Н. Лиственница в лесных полосах [Текст] / Е.Н. Савин, В.Р. Романенко, В.Г. Ступников. - Красноярск: ИЛиД СО АН СССР, 1988. 97 с.

8. Савин, Е.Н. Выращивание лесных полос в степях Сибири [Текст] / Е.Н. Савин, А.И. Лобанов, В.Н. Невзоров [и др.]. - Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2001. 102 с.

9. Лобанов, А.И. Устойчивость лиственничных полезащитных насаждений на разных стадиях жизненного цикла в аридной зоне Средней Сибири [Текст] / А.И. Лобанов. // Вестник КрасГАУ. 2007. № 3. С. 107-112.

10. Савин, Е.Н. Лиственницу сибирскую - в защитные лесные полосы [Текст] / Е.Н. Савин, В.Р. Романенко, В.К. Савостьянов, Е.Я. Чешель // Плакат Красноярского краевого правления НТО лесной промышленности и лесного хозяйства. - Красноярск, 1973. 1 с.

11. Романенко, В.Р. Выращивание лиственницы сибирской в полезащитных лесных полосах (на примере Ширинской степи) [Текст] / В.Р. Романенко // Автореф. дис. … канд. с.-х. наук. - Красноярск, 1973. 27 с.

12. ГОСТ 17559-82. Лесные культуры. Термины и определения [Текст]. - М.: Изд-во Сандарты,1982. 12 с.

13. Санитарные правила в лесах Российской Федерации [Текст] // Сборник нормативных правовых актов. - М.: ПАИМС, 1998. С. 310-329.

14. Зевахин, А.Н. Опыт выращивания защитных лесонасаждений в степном мехлесхозе Ставропольского края [Текст] / А.Н. Зевахин. - М.: Изд-во МСХ СССР, 1957. 23 с.

15. Швадленка, Л.И. Проблемы создания полезащитных лесных полос и хвойных насаждений в степных районах Новосибирской области [Текст] / Л.И. Швадленка // Средообразующая роль леса: тез. докл. Всесоюзной конф. - Новосибирск, 1984. С. 77-78.

16. Симоненко, А.П. Площадь питания древесных пород в полезащитных лесных полосах сухостепной зоны Алтая [Текст] / А.П. Симоненко // Современные вопросы полезащитного лесоразведения: сб. научн. трудов ВНИАЛМИ, 1998. Вып. 3(95). С. 8-14.

17. Савин, Е.Н. Выращивание лесных полос из лиственницы сибирской в степных районах Восточной Сибири [Текст] / Е.Н. Савин, Н.С. Добрынин //Сибирский вестник сельскохозяйственной науки. 1984. № 6. С. 59-63.

18. Попов, В.П. Формирование полезащитных насаждений [Текст] / В.П. Попов, О.С. Попова. - Новосибирск: Наука, 1980. 144 с.

19. Попов, В.П. Повышение эффективности защитного лесоразведения в степной Хакасии [Текст] / В.П. Попов // Повышение эффективности защитного лесоразведения в Сибири. - Красноярск: ИЛиД СО АН СССР, 1981. С. 21-31.

Размещено на Allbest.ru